Разгадать загадку дятлов пытались китайские биологи

Череп дятлов уже давно находится в поле зрения и изучения ученых, которые пытались понять, как этим птицам удается с такой силой стучать по стволу деревьев, не причиняя себе вреда. Оказалось, что у дятлов мозг плотно прилегает к черепу, и поэтому у него просто физически нет места для движения, в отличие от мозга человека. К тому же, мозг дятла вытянут по вертикали больше, чем по горизонтали и, в результате, нагрузка распределяется лучше.

В статье китайских биологов говорится, что на основании съемки высокоскоростными камерами и с помощью компьютерной графики и томографии ученые смогли подробно разъяснить, почему дятлы не получают повреждений мозга, постоянно ударяя по деревьям клювом.

Когда дятел долбит дерево, скорость движения его головы достигает 6-7 метров в секунду, при ударе на мозг действует ускорение порядка одного килограмма, при этом до сих пор неизвестно, как птицы избегают травм головного мозга. Так как, по данным исследователей, именно такие повреждения, связанные с резким изменением угловой скорости движения головы вследствие удара, являются главной причиной смертности людей, попадающих в аварию или же в другую экстремальную ситуацию.

В новой исследовательской работе ученые провели биомеханический анализ состояния головы и мозга дятла во время его долбления древесины. Во время проведения специального эксперимента две видеокамеры фиксировали положение дятла, долбившего клювом датчик, который измерял силу удара. При этом исследователи констатировали, что при ударе дятел слегка поворачивает голову, что влияет на распределение действующих сил.

Кроме того, с помощью компьютерной томографии и сканеров эксперты смогли во всех деталях изучить микроструктуру черепа дятла и определить плотность костей. Эти данные, с помощью метода компьютерной симуляции, позволили рассчитать силы, действующие на голову птицы при ударах.

Исследователи выделили три фактора, позволяющие предохранить голову дятла от повреждения. Первый: проходящая вокруг всего черепа птицы петлеобразная подъязычная кость действует как своеобразный ремень безопасности во время удара клювом. Второй: длина верхней и нижней части клюва дятла различна. Благодаря этому, по мере передачи силы удара от кончика клюва к кости черепа снижается нагрузка на мозг. Третий: равномерному распределению нагрузки и защите мозга способствуют пластинчатые кости с губчатой структурой в разных местах черепа птицы.

Исследователи подчеркивают, что благодаря сочетанию всех этих трех факторов мозг дятлов защищен от повреждений.